用于履带式车辆的悬挂系统的制作方法

专利名称：用于履带式车辆的悬挂系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于履带式车辆的悬挂系统。

发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种用于履带式车辆的悬挂系统，所 述悬挂系统包括框架；围绕框架的履带；多个悬挂模块，所述悬挂模 块在框架和履带之间弹性地相互连接以偏压履带，使履带与履带式车辆 位于其上的地表面接合；和至少一个惰轮，履带在惰轮上延伸。在正常 负载下，履带式车辆的全部重量是由悬挂模块来承载而不是由至少一个 惰轮来承载。在选择的条件下，所述至少一个惰轮承载所述履带式车辆 的至少一部分重量以在所述选择的条件中使所述履带式车辆的悬挂硬 化。
可以在施工车辆中体现悬挂系统，选择的条件可包括施加(由挖掘 和提升引起的)垂直作用力至施工车辆。在一些实施例中，悬挂模块可 包括刚性地安装至框架的制动块、安装至制动块的偏压组件以及安装至 偏压组件的辊，使得在正常负载下车辆的全部重量通过偏压组件经由履 带转移至地面。在一些实施例中，每个悬挂模块可被设计以在突然的动 态负载下在另一悬挂模块的制动块上降至最低点(bottom out)。
在另一实施例中，本发明提供了一种悬挂具有履带框架和围绕履带 框架的履带的施工车辆的方法，所述履带具有第一和第二相对侧面。所 述方法包括安装至少一个惰轮至履带框架并围绕惰轮延伸履带的步骤。 所述方法还包括在履带框架和履带之间插入多个悬挂模块，每个悬挂模 块包括刚性地安装至履带框架的制动块、与履带接触的辊和在辊和履带 框架之间的偏压组件。所述方法还包括抵靠履带的第一侧面用所述偏压 组件偏压所述辊以保持在所述履带的第二侧面和地表面之间的大致恒定 的接触；在正常负载下用悬挂模块支撑所述车辆的整个重量；和在选择的条件下用惰轮支撑所述车辆的至少一部分重量以使所述车辆的悬挂硬 化。
通过考虑详细的说明和附图，本发明的其它方面将变得明显。


图1是根据本发明的一个实施例的具有悬挂系统的紧凑的履带式车 辆的透视图。
图2是悬挂系统的悬挂模块的透视图。 图3是悬挂模块的部分分解视图。
图4是为了清楚起见移除了履带的紧凑的履带式车辆的部分仰视图。
图5是为了清楚起见移除了履带框架的外侧部分的悬挂系统的侧视图。
图6是在后惰轮上摆动的悬挂系统的侧视图。 图7是在前惰轮上摆动的悬挂系统的侧视图。 图8是用前惰轮和后惰轮支撑车辆的悬挂系统的侧视图。
具体实施例方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，可以理解，本发明不局限于 随后的描述中所阐明的或在附图中所显示的构造的细节和部件的布置的 应用。本发明能够具有其它的实施例并且能够以各种方式实施或执行。 另外，可以理解，在此处所使用的措词和术语都是为了说明的目的并且 不应当认为局限于此。在此处本发明中使用的术语"包含"、"包括"或"具 有"以及它们的变形是指包含此后列出的项和其等价物以及另外的项。另 外，除非另外指出或限制，术语"安装的"、"连接的"、"支撑的"和"联接 的"以及它们的变形被广泛地使用并且包含直接和间接的安装、连接、支 撑和联接。此外，术语"连接的"和"联接的"不局限于物理或机械的连接或 联接。
图1示出根据本发明的一个实施例的利用悬挂系统的紧凑的履带式 装载机IO。虽然本发明被显示为体现在紧凑的履带式装载机10中，但本发明还可被体现在其它的履带式车辆中。紧凑的履带式装载机10包括车
身框架20、发动机25、液压系统30、驾驶室(cab) 35、 一对支撑臂 40、 一对提升臂45、铲斗50、 一对提升致动器55、 一对支撑铰链60、 一对附加装置致动器65和包括悬挂系统的一对履带组件70 (每个履带组 件在紧凑的履带式装载机10的每个相对侧上)。
发动机25驱动液压系统30和履带组件70，所述液压系统30提供加 压的液压流体至致动器55、 65。操作者控制液压系统30,并且因此用驾 驶室35中的控制操作紧凑的履带式装载机10。支撑臂40枢转地安装至 车身框架20，提升臂45枢转地安装至支撑臂40,附加装置接口 (interface) 73枢转地安装至提升臂45。提升致动器55在提升臂45和车 身框架20之间被相互连接并响应于操作者对液压系统30的控制伸展和 縮回以使得提升臂45相对于支撑臂40和车身框架20在升高和下降的方 向上枢转。支撑铰链60枢转地安装在车身框架20和每个提升臂45之间 以给提升臂45提供另外的支撑和稳定性。
附加装置致动器65在提升臂45和附加装置接口 73之间被相互连 接，并且响应于操作者对液压系统30的控制伸展和縮回以相对于提升臂 45 .在巻曲和倾倒的方向上枢转铲斗50。虽然所示出的附加装置为,产斗 50，但在其它的实施例中所述紧凑的履带式装载机10可包括其它的附加 装置，包括而不局限于螺丝钻、凿岩锤、挖沟机(trencher)、抓斗 (grapple)、旋转的清扫机、树桩研磨机、锯、混凝土搅拌机、泵、切削 机(chipper)、雪投掷机(snow thrower)、旋转的切割机和锄耕机。在具 有其它的附加装置的情形下，附加装置汽缸65可用于预期目的地升高、 降低、倾斜或枢转所述附加装置。
每个履带组件70包括履带框架75、履带80、 一起限定悬挂系统的 多个悬挂模块85 (例如，所示的实施例中为四个)、前惰轮(idler)卯、 后惰轮95和驱动辊或链轮齿100。履带80绕着履带框架75延伸，并与 悬挂模块85、前惰轮90、后惰轮95和驱动链轮齿100接触。液压系统 30是可操作的以驱动履带组件70的链轮齿100旋转以使得履带80在每 一侧上围绕履带框架75旋转，并且从而使得紧凑的履带式装载机10移 动。悬挂模块85弹性地介于履带框架75和履带80之间，使得在正常操 作期间紧凑的履带式装载机10在悬挂模块85上而不是在所述惰轮90、 95上行进。如在此处所使用的，术语"正常负载"是指紧凑的履带式装载 机10承载其自身重量、承载不足以使悬挂模块85降至最低点的负载或 在不会使得紧凑的履带式装载机10在前和后惰轮90、 95上向前或向后 摆动的模式中运行。
参考图2和3，每个悬挂模块85包括辊110、在辊110任一侧上的 偏压组件115和具有上部和下部125、 130的一对两片式制动块120。所 述辊110具有三个履带接合表面135，所述接合表面135沿着与地面接合 的履带80的前侧相对的履带80的后侧滚动。
每个偏压组件115包括一系列台阶状的板簧140，每个板簧具有第一 和第二端。在每个偏压组件115中的板簧140被设置在逐渐伸长的堆叠 (stack)中，且板簧140的第一端限定台阶，第二端大致垂直地对齐。在 每个偏压组件中的最长的板簧140的第一端包括螺栓150延伸穿过的弹 簧孔眼145。螺栓150螺纹连接到辊110围绕其旋转的辊轴155 (图3) 的相对端中，并且因此相互连接辊110和偏压组件115。
虽然所示出的偏压组件115包括四个板簧140，但是认为可使用任何 多个或甚至单个板簧140。虽然在所示出的实施例中，最长的板簧140设 置在所述堆叠的底部上，但在其它的实施例中，板簧140可以以其它顺 序堆叠。另外，虽然板簧140的第二端被显示成垂直的对齐，但第二端 在其它的实施例中可以不垂直地对齐。
用延伸通过板簧115和制动块120的上部125中的孔165且螺纹连 接到制动块120的下部130中的螺纹孔170中的第一组紧固件160将所 述偏压组件115固定在相关的制动块120的上部和下部125、 130之间。 上部125包括顶板簧140抵靠其偏转的弧形表面175。弧形轮廓175减小 了板簧140上的应力集中。
用延伸穿过履带框架75中的孔且螺纹连接到各自的制动块120的上 部125和下部130中的螺纹孔185中的第二组紧固件180将所述悬挂模 块85固定到履带框架75上。履带框架75被夹在制动块120和紧固件 180的头部之间。第二组紧固件180大致垂直于第一组紧固件160。第一和第二组紧固件160、 180可以包括任何合适的紧固件诸如螺栓、铆钉、 钉子、螺丝钉等等，或可以被使用用于刚性固定的另外的方式(例如焊 接)来替代。例如，焊接和紧固件的组合可以用于将制动块120固定到 履带框架75上。例如，制动块120的上部和下部125、 130中的一个可 被焊接至履带框架75，另一个部分被用延伸穿过板簧140的螺栓固定到 所述焊接的部分上。在将制动块120刚性固定到履带框架75上的情形 下，悬挂模块85在正常负载下通过所述偏压组件115将紧凑的履带式装 载机10的全部重量经由履带80转移到地面。
参考图4和5，四个悬挂模块85在所示出的实施例的每个履带组件 70中成大致线性对齐。在其它的实施例中，可以采用更多或更少的悬挂 模块85，无论是线性对齐或是非线性对齐。每个履带组件70的履带框架 75通过支架190刚性地安装至车身框架20上，支架被螺栓连接、焊接、 铆钉连接或以别的方式刚性地固定至履带和车身框架75、 20上。前后惰 轮90、 95相对于履带框架75是可旋转的。后惰轮95的旋转轴相对于履 带框架75被固定，但前惰轮90被安装至震动系统195，所述震动系统 195允许前惰轮90相对于履带框架75线性的行进以在行驶时容纳、吸收 和抑制装载机10与物体的碰撞并且吸收在履带70的后侧和辊、惰轮和 链轮齿IIO、 90、 95和100之间的碎片。
在所示出的悬挂模块85的布置中，每个悬挂模块85的制动块120 被设置在下一个悬挂模块85的孔眼145和螺栓150上方。后制动块200 刚性地安装至在最后的悬挂模块85的孔眼145和螺栓150上方的履带框 架75。
悬挂系统被设计为在特定条件下"降至最低点"。当辊110向上被驱 动足够距离以使得孔眼145邻接另一悬挂模块85的制动块120或后制动 块200时，悬挂模块85被称为"降至最低点"。这可能在例如由紧凑的履 带式装载机10快速地在石头、路边(curb)或其它坚硬物体上行驶引起 的悬挂模块85的突然的动态负载条件下发生。悬挂模块85在这样的条 件下被设计以降至最低点用于为悬挂系统提供实际的端点、通过限制 偏压组件115的剧烈摆动(oscillation)来稳定悬挂系统以及限制对偏压 组件115的潜在损坏。如图6、 7和8所示，当由惰轮90、 95承载车辆的重量时惰轮卯、 95被称为"降至最低点"。当附加装置用于向下推动至在紧凑的履带式装 载机10的前面的地面210上时，使得紧凑的履带式装载机10的前端升 高且紧凑的履带式装载机10的后端开始完全搁在在履带组件70的后惰 轮95上或在后惰轮95和后辊110的一个或两个上，引起了如图6所示 出的情形。当铲斗50被用来向下挖掘而进入到泥土中且紧凑的履带式装 载机10向上拱起(ride up)以通过铲斗50向下施加车辆重量时，会发生 这样的情形。当附加装置为手提钻、树桩研磨机、或操作者抵靠地面210 驱动的其它附加装置时，也会发生这样的情形。
当附加装置承载使得紧凑的履带式装载机10向前摆动至履带组件70 的前惰轮90上的很大的负载时，引起图7中所显示的情形。例如，当紧 凑的履带式装载机10试图用附加装置提升很大负载时，会发生这样的情 形。在这样的情形下，可由前惰轮90或前惰轮卯和所述辊110的一个 或两个一起承载紧凑的履带式装载机10的整个重量和负载。因此，可由 紧凑的履带式装载机10承载在紧凑的履带式装载机10的前端的很大的 垂直(大致向上或大致向下引导的)作用力引起如图6和7所示的情 形。
当紧凑的履带式装载机10经受使所有悬挂模块85偏转至前和后惰 轮90、 95承载紧凑的履带式装载机10的一部分重量的点的巨大负载 时，引起图8中所示的情形。如果紧凑的履带式装载机10承载非常重 的、中心设置的负载或如果紧凑的履带式装载机10在行驶时从突出部 (bump)直接向下落下时，可以发生这样的情形。
在图6、 7和8所示出的每种情形中，与如果悬挂系统被设计不在惰 轮卯、95上降至最低点相比，惰轮90、 95提供更加稳定的底部，所述 紧凑的履带式装载机10可从所述底部执行需要的操作。例如，与如果更 弹性的悬挂模块85提供反作用力相比，当用前惰轮和/或后惰轮90、 95 抵靠地面210施加反作用力执行作业时，操作者能够更好地用提升组件 (例如，提升臂45和铲斗50)来执行例如挖掘和提升的作业。在这点 上，在悬挂系统在惰轮90、 95上降至最低点的选择的条件下，惰轮90、 95可被称为使紧凑的履带式装载机10的悬挂硬化。根据本发明的紧凑的履带式装载机10的一个例子中，板簧140由厚 度为0.401英寸和宽度为1.75英寸的SAE 5160弹簧钢构造。板簧140可 以被设计使得应用紧凑的履带式装载机10的重量(即，"不用千斤顶 (off-jack)的车辆重量")至所述悬挂模块85使得板簧140充分偏转以使 车辆降低等于约7/16英寸的第一量。例如，悬挂模块85也可设计以在另 外偏转板簧140时降至最低点，导致使车辆降低等于约9/16英寸的第二 量(即，使用时车辆悬挂的移动范围)。因此，用于从完全卸载到降至最 低点的这种布置的总的移动范围将会是约一英寸。所述实施例不是要限 制本发明，而是仅提供一个可能的实施例的示例。
在随后的权利要求中阐明了本发明的各种特征和优点。
权利要求
1.一种用于履带式车辆的悬挂系统，所述悬挂系统包括框架；围绕所述框架的履带；多个悬挂模块，所述悬挂模块在所述框架和所述履带之间弹性地相互连接以偏压所述履带，使所述履带与履带式车辆位于其上的地表面接合；和至少一个惰轮，所述履带在所述惰轮上延伸；其中，在正常负载下，所述履带式车辆的全部重量是由所述悬挂模块来承载而不是由至少一个惰轮来承载；和其中，在选择的条件下，所述至少一个惰轮承载所述履带式车辆的至少部分重量以在所述选择的条件下使所述履带式车辆的悬挂硬化。
2. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中，所述选择的条件包括被施 加至所述履带式车辆的端部的垂直作用力。
3. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中，所述至少一个惰轮被安装 用于围绕相对于所述框架被固定的旋转轴旋转。
4. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中，每个悬挂模块包括辊和将 所述辊与所述框架相互连接的至少一个偏压组件；其中每个悬挂模块的 辊沿与所述地表面接合的所述履带的前侧相对的所述履带的后侧滚动； 并且，其中所述偏压组件通过所述辊偏压所述履带以使所述履带与所述 地表面接合。
5. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中，每个悬挂模块包括刚性地 固定至所述框架的制动块和被安装至所述制动块并将所述车辆的重量从 所述框架转移至所述履带的至少一个板簧；并且，其中所述制动块包括 弧形表面以减少在偏转所述板簧时在所述板簧上的应力集中。
6. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中，每个悬挂模块包括偏压组 件和具有第一和第二部分的制动块；其中至少一个第一紧固件抵靠所述偏压组件的相对侧面紧固所述制动块的所述第一和第二部分；并且，其 中至少一个第二紧固件大致垂直于所述至少一个第一紧固件延伸以将所述制动块刚性地固定至所述框架。
7. 如权利要求1所述的悬挂系统，其中， 一个悬挂模块包括被刚性地安装到所述框架的制动块；并且，其中另一悬挂模块在突然的动态负 载下抵靠所述制动块降至最低点。
8. —种施工车辆包括 车身框架；由所述车身框架支撑的内燃机；在所述内燃机的影响下可操作的液压系统；在所述液压系统的影响下可操作以执行作业的提升臂组件；和履带组件，包括履带框架、在所述液压系统的影响下相对于所述履 带框架可移动以移动所述车辆的履带、所述履带在其上延伸的至少一个 惰轮和弹性地安装在所述履带框架和所述履带之间的多个悬挂模块；其中，在正常载荷下，由悬挂模块而不是由所述至少一个惰轮来承 载所述履带式车辆的全部重量；和其中，响应于提升臂组件在选择的条件下执行作业，所述至少一个 惰轮承载所述履带式车辆的至少部分重量以使所述履带式车辆的悬挂硬 化，从而便利所述作业的执行。
9. 如权利要求8所述的施工车辆，其中，所述选择的条件包括被施 加至所述施工车辆的端部的垂直作用力。
10. 如权利要求8所述的施工车辆，其中，所述至少一个惰轮被安 装用于围绕相对于所述履带框架被固定的旋转轴旋转。.
11. 如权利要求8所述的施工车辆，其中，每个悬挂模块包括辊和 将所述辊与所述履带框架相互连接的至少一个偏压组件；其中每个悬挂 模块的所述辊沿着与所述地表面接合的所述履带的前侧相对的所述履带 的后侧滚动，其中所述偏压组件通过所述辊偏压所述履带以使所述履带 与地表面接合。
12. 如权利要求8所述的施工车辆，其中，每个悬挂模块包括刚性 地固定至所述履带框架的制动块和被安装到所述制动块并且将所述施工 车辆的重量从所述履带框架传移到所述履带的至少一个板簧；并且，其 中所述制动块包括弧形表面以减少在偏转所述板簧时在板簧上的应力集中。
13. 如权利要求8所述的施工车辆，其中，每个悬挂模块包括偏压 组件和具有第一和第二部分的制动块；其中至少一个第一紧固件抵靠所 述偏压组件的相对侧紧固所述制动块的第一和第二部分；并且，其中至 少一个第二紧固件大致垂直于所述至少一个第一紧固件延伸以将所述制 动块刚性地固定至所述履带框架。
14. 如权利要求8所述的施工车辆，其中， 一个悬挂模块包括被刚 性地安装到所述履带框架的制动块；并且，其中另一悬挂模块在突然的 动态负载下抵靠所述制动块降至最低点。
15. —种悬挂具有履带框架和围绕所述履带框架的履带的施工车辆 的方法，其中，所述履带具有第一和第二相对侧面，所述方法包括以下 步骤安装至少一个惰轮至所述履带框架并围绕所述惰轮延伸所述履带； 在所述履带框架和所述履带之间插入多个悬挂模块，每个悬挂模块包括刚性地安装至所述履带框架的制动块、与所述履带接触的辊和在所述辊和所述履带框架之间的偏压组件；抵靠所述履带的第一侧面用所述偏压组件偏压所述辊以保持在所述履带的第二侧面和地表面之间的大致恒定的接触；在正常负载下用所述悬挂模块支撑所述车辆的整个重量；和 在选择的条件下用所述惰轮支撑所述车辆的至少部分重量以使所述车辆的悬挂硬化。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，安装至少一个惰轮包括安装 第一惰轮用于相对于所述框架围绕相对于所述框架被固定的旋转轴旋 转。
17. 如权利要求16所述的方法，其中，安装至少一个惰轮进一步包 括安装第二惰轮用于相对于所述框架围绕第二旋转轴旋转，并在所述履 带框架和第二惰轮之间插入减震器以允许所述第二旋转轴相对于所述履 带框架移动。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，用所述惰轮支撑所述车辆的 至少部分重量包括响应于施加至所述履带式车辆的端部的垂直作用力将所述施工车辆摆动至所述第一和第二惰轮中的一个上。
19. 如权利要求15所述的方法，其中，每个悬挂模块包括被安装至 所述偏压组件的一部分上的制动块；其中插入多个悬挂模块包括将所述 制动块刚性固定至所述履带框架；所述方法进一步包括在突然的动态负 载下抵靠另一悬挂模块的所述制动块将至少一个悬挂模块降至最低点。
20. 如权利要求15所述的方法，其中每个悬挂模块包括被安装到所述偏压组件的一部分上的制动块；其中插入多个悬挂模块包括用至少一个第一紧固件将所述制动块固定到所述偏压组件和用垂直于所述至少一 个第一紧固件的至少一个第二紧固件将所述制动块固定到所述履带框架。
全文摘要
一种用于履带式车辆的悬挂系统，所述悬挂系统包括框架、围绕框架的履带、在框架和履带之间弹性地相互连接以偏压履带使所述履带与履带式车辆位于其上的地表面接合的多个悬挂模块和履带在其上延伸的至少一个惰轮。在正常负载下，履带式车辆的全部重量是由所述悬挂模块来承载而不是由至少一个惰轮来承载。在选择的条件下，所述至少一个惰轮承载所述履带式车辆的至少一部分重量以在所述选择的条件中使所述履带式车辆的悬挂硬化。
文档编号B62D55/00GK101563268SQ200780040567
公开日2009年10月21日 申请日期2007年10月31日 优先权日2006年11月2日
发明者朗斯·S·图黑 申请人:克拉克设备公司